泵站運行工培訓(xùn)課件.ppt

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1、泵站運行工（機械部分）廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學院宋海輝第三章水泵的汽蝕與安裝高程第一節(jié)水泵的汽蝕及其危害一、水泵汽蝕1．汽蝕的概念汽蝕是水力機械中的一種異?，F(xiàn)象。水的汽化與溫度和壓力有關(guān)。在一定的溫度下，水開始汽化的臨界壓力稱為該溫度下的飽和汽化壓力。水在不同水溫下的飽和汽化壓力見下表。水泵運行時，由于某些原因而使泵內(nèi)局部位置的壓力降低到水的飽和汽化壓力時，水產(chǎn)生汽化，并產(chǎn)生大量汽泡。從水中離析出來的大量汽泡隨著水流向前運動，達到高壓區(qū)時受到周圍液體的擠壓而潰滅，氣泡又重新凝結(jié)成水。汽泡破滅時，水流質(zhì)點從四周以高速向氣泡中心沖擊，產(chǎn)生強烈的局部水錘。這種現(xiàn)象就是水泵的汽蝕現(xiàn)象。第三章水泵

2、的汽蝕與安裝高程第一節(jié)水泵的汽蝕及其危害汽化與汽蝕的機理汽化：常溫狀態(tài)下，液體壓力低于汽化壓力而發(fā)生的汽化現(xiàn)象。汽蝕：空化發(fā)生時，液體對于固體邊壁所形成的損傷破壞。汽蝕（空蝕）機理空蝕機理：已形成的液體空泡，再進入高壓區(qū)時，會突然凝聚潰滅。而此潰滅過程會產(chǎn)生沖擊力等伴隨現(xiàn)象（機械作用、電化作用、化學作用），從而對過流邊壁構(gòu)成損傷破壞。空泡潰滅實驗照片：第三章水泵的汽蝕與安裝高程第一節(jié)水泵的汽蝕及其危害1、機械作用：（1）沖擊波作用（水錘擊打）；（2）微射流作用（水流高速進出縫隙）2、電化作用：冷熱兩端形成熱電偶，產(chǎn)生熱電勢3、化學作用：高溫氧化4、聯(lián)合作用：前述三種聯(lián)合作用，空蝕與泥沙

3、磨損聯(lián)合作用空蝕原因液體環(huán)境壓力降低是空化發(fā)生的外部條件。水流低壓條件可因翼型繞流、間隙流動、旋渦流動等情況形成。液體“空化核”的存在是空化發(fā)生的內(nèi)在原因?？栈耍阂后w中存在的不可溶性微小氣泡。由于相對大的尺寸，空化核的抗拉強度很低。單獨存在的微小氣泡或微小氣團空化核存在形式：第三章水泵的汽蝕與安裝高程第一節(jié)水泵的汽蝕及其危害第三章水泵的汽蝕與安裝高程第一節(jié)水泵的汽蝕及其危害2．汽蝕的類型水泵常見汽蝕有三種類型。(1）葉面型汽蝕葉面型汽蝕是發(fā)生在葉片表面的汽蝕。汽蝕發(fā)生在葉片正面、背面或前蓋板的內(nèi)表面等部位，如圖所示。離心泵在大流量時，葉面汽蝕發(fā)生在1、4、3幾個部位，小流量時，發(fā)生在

4、2、4、1幾個部位。軸流泵在大流量時葉面汽蝕發(fā)生在葉片的正面，小流量時發(fā)生在葉片的背面。第三章水泵的汽蝕與安裝高程第一節(jié)水泵的汽蝕及其危害（2）間隙汽蝕間隙汽蝕發(fā)生在軸流泵葉輪中心線相應(yīng)的輪轂上，同時也發(fā)生在葉片的端部，如圖4－3－16所示。在離心泵的減漏環(huán)與葉輪邊緣間隙處，亦會引起間隙型汽蝕。（3）渦帶汽蝕渦帶型汽蝕是由于進水池設(shè)計不當，造成了在水泵的進口處水流的紊亂和旋渦，產(chǎn)生了渦帶，把大量的氣體周期性地帶入泵內(nèi)，助長或加重了葉面汽蝕。（二）汽蝕的危害1．水泵性能惡化水泵發(fā)生汽蝕時，因水流中含有氣泡，引起水泵的性能惡化：離心泵葉槽狹長，寬度較小，氣泡迅速占據(jù)部分槽道甚至全部槽道，使

5、水流的連續(xù)性遭到破壞，引起水流的阻斷，水泵的Q－H曲線急劇下降，造成水泵的效率隨著降低，圖3－17（a）所示。第三章水泵的汽蝕與安裝高程第一節(jié)水泵的汽蝕及其危害混流泵，由于葉槽較寬，氣泡占據(jù)葉槽斷面的某一部分，故出現(xiàn)Q－H曲線較平坦的下降，效率的下降也較為緩慢，圖3－17示。軸流泵的葉槽粗短，汽蝕區(qū)不易侵入整個葉槽，因此Q－H曲線幾乎均勻下降，而且緩慢，無明顯斷裂現(xiàn)象，圖3－17示。第三章水泵的汽蝕與安裝高程第一節(jié)水泵的汽蝕及其危害2．水泵過流部件發(fā)生破壞機械破壞作用、化學破壞作用、電化破壞作用，水中含泥沙較多時，還伴隨著磨蝕破壞。如圖3－18示。3．產(chǎn)生噪音和振動水泵發(fā)生汽蝕時，水流

6、質(zhì)點互相碰撞和擠壓，會產(chǎn)生劇烈的振動，造成機組零部件的破壞，嚴重時水泵不能抽水，甚至造成水泵裝置和泵房結(jié)構(gòu)的破壞，危及建筑物的安全。由于氣泡振動和破滅產(chǎn)生噪音，危害泵站中運行操作人員的健康。第三章水泵的汽蝕與安裝高程第二節(jié)水泵的汽蝕性能一、汽蝕基本方程泵在運行時是否產(chǎn)生汽蝕，與泵本身抗汽蝕性能、泵吸水裝置系統(tǒng)等因素有關(guān)。離心泵的吸水裝置及水流繞流葉片頭部時的壓力變化如圖所示。在葉片背面靠進口的k點處壓力最低，k點是水泵內(nèi)最容易產(chǎn)生汽蝕的點，水泵是否會產(chǎn)生汽蝕，取決于k點處的壓力值。當k點處的壓力值下降到該泵工作水溫下的飽和汽化壓力p汽時，水泵處于汽蝕的臨界狀態(tài)，汽蝕基本方程正是表征水泵

7、汽蝕條件與影響諸因素之間的關(guān)系式，其表達式如下：式中ps―水泵進口的絕對壓力，kPa;vs、v0―泵進口和葉片進口水流的平均流速，m/S;w1―葉片進口水流的相對流速，m/S;、2―與泵吸入室結(jié)構(gòu)及葉輪入口幾何形狀等有關(guān)的壓降系數(shù)。水流繞流葉片頭部時的壓力變化k1、進水池水面大氣壓Pa；2、進入葉輪后水流相對速度w；3、葉片背面靠近進口處壓力最低值k點。以泵軸線的水平面為基準面，列水泵進口s—s斷面與葉片進口1—1斷面的能量方程:列葉片進口1—